分组通信：AX.25 协议。方案、说明

数据包通信：AX.25协议。无线电电子电气工程百科全书

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在两个或多个通信方之间进行业余无线电分组通信的过程中，信息的交换是按照某种既定的程序进行的，称为交换协议。在这种情况下，使用的是 AX.25 协议，它是 X.25 协议的修订版，专门用于业余无线电目的。交换协议包含七个级别。无线信道操作过程的整个逻辑在第二层中描述。在实践中，它通常由位于计算机和收发器之间的特殊数据包通信控制器 (TNC) 实现。

AX.25 交换协议提供对具有占用控制的通信通道的多个（多个）访问。所有站都被认为是平等的。站台TNC在开机前检查信道是否空闲。如果它忙，则检查信道直到它空闲，然后才打开该站进行传输。

在分组通信中，消息以块-帧的形式传输。除了信息之外，帧还包含有关帧目的的数据、消息必须通过的发送者、接收者和中继的地址，以及允许您检查接收帧的正确性的校验和。

帧格式。每一条完整的信息都是一个框架。它有一定的格式。

每个帧都以唯一的位序列 01111110 开始，这称为标志，允许您识别帧的开头。接下来是地址字段，大小从 14 到 70 字节，控制 - 一个字节，信息 - 从 0 到 256 字节，控制 - 2 个字节。

使用网络时，协议的第三层，形成了一个附加的标识字段，作为信息字段的一部分。框架也以标志结束。

分组通信：AX.25协议

标志字段。如前所述，标志字段是一个唯一的位序列 01111110。如果相同的序列出现在帧的后面，那么为了不让通信方将其作为数据包结束的标志，在后面插入一个零第五位。

地址字段（图 2）。它可以包含 XNUMX 到 XNUMX 个业余无线电呼号。最简单的情况是两个呼号，如果两个通讯员直接相互工作。如果这些通讯员没有无线电能见度，那么他们可以使用其他运营商的电台作为中继器。一行中最多可以有八个。中继器呼号也包含在地址中

分组通信：AX.25协议

场地。因此，它分为三个子字段：接收者、发送者和中继。输入的呼号不能超过六个字符。如果呼号长度少于六个字符，则用适当数量的空格填充。

在每个子字段中的呼号之后是从站标识符。这是一个从0到15的数字，表示运营商有多个分组通信站、BBS设备、NET/ROM。通常操作员自己使用没有数字或数字2的呼号，从9到10的数字额外添加到“邮箱”和枢纽站的呼号，并且当信号通过NET / ROM从15 到 XNUMX，取决于数据包是否通过了多少节点站。

二进制形式的标识符编号占用四位 - 从每个呼号后面的字节中的第二个到第五个。图上。在图 2 中，这些位被指定为 SSID (SECONDARY STATION IDENTIFIER)。该字节的第一位用作地址字段结束的标志。如果它由一个指定，那么这是地址字段的最后一个字节的符号。第XNUMX位和第XNUMX位无特定用途，经用户同意可用于本地网络。发送者和接收者子字段中的第八位设置为零。在中继子字段中，如果数据包通过中继，则用 XNUMX 表示，如果没有，则用 XNUMX 表示。

分组通信：AX.25协议

中继器比特的设置是必要的，以便位于彼此无线电可视区域中的中继器遵循通过自身传输数据包的顺序，并严格按照数据包发送者指定的顺序执行此过程。

控制领域。它包含用于确定消息目的地的帧类型信息。所有的数据包帧可以分为三种主要类型： I - 包含符号或数字信息的信息帧； S——服务，确认接收到帧，或包含下一个信息帧的发布请求； U - 未编号的帧 - 连接断开请求。信标信号也属于这种类型。

此外，该字段包含正在发送的帧的编号，或者在确认收到消息的情况下，通信方的 TNC 准备接收的下一帧的编号。引入这样的编号是因为可以通过通道连续传输多个帧 - 从一到七，并且它可以帮助在出现故障时进行排序。如果任何帧中发生错误，则接收控制器将通知发送控制器它已准备好接收尚未接收或接收到错误的帧号。例如，如果一个站点连续向另一个站点发送了四个数据包，并且在接收第三个数据包时发生错误，则接收方的控制器从机器语言翻译成人类语言，将通知发送方：“准备接收第三个数据包。 "

信息字段。它包含长达 256 字节的有用信息，以代码形式呈现，当通讯员收到这些信息时，将显示在业余电台的计算机显示屏上。

有时信息字段的第一位充当独立的子字段——协议标识符。当数据包通过 NET/ROM 时，使用第三层网络层时会发生这种情况。

控制字段用于检查无线电交换的正确性。它是一个十六位数字，使用多项式 XI6 + + XI5 + X2 + 1 根据 ISO 3309 (HDLC) - International Orqa-nization Standardization, Hiqht - Level Data Link Control Procedures 建议中给出的算法计算得出.

发送方的 TNC 计算整个帧的无校验和并将其放在帧的末尾。在接收端，根据相同的算法，再次计算它并与放在帧末尾的总和进行核对。如果这两个数字匹配，则认为帧被正确接收。

有几种方法可以计算校验和：硬件和软件。用硬件方法，帧通过某个设备（加法器），结果，在其寄存器中写入了某个数字，即校验和。第二种方法是使用特殊程序进行计数。在这种情况下，帧首先由 polyst 接收到 RAM 中，然后进行计数。第一种方法实现了高性能，但需要额外的硬件。第二种方法性能较低，但不需要额外的硬件成本。

回想一下为了实现 AX.25 协议，分组通信站的结构应该是怎样的。从图（图3）可以看出，该站包括计算机、TNC、收发器和天馈设备。

几乎任何人都可以使用计算机。

在苏联-加拿大滑雪期间进行分组通信实验时，测试了以下 PC：“Robotron 1715”、“Radio-86RK”和 BK-0010。在国外，分组通信系统中使用最多的计算机是IBM PC、COMMODORE 64、TANDY、APPLE，为此开发了强大的软件，为使用分组通信开辟了广阔的可能性。

选择计算机进行分组通信时，一个必不可少的条件是其中存在根据 C2 接口标准 (RS232) 操作的串行交换通道。如您所知，Radio-86RK没有这样的频道，所以RA3AU开发了一个模仿这个频道的特殊程序“终端”。

在分组通信站工作时，操作员在键盘上键入信息，并在监视器屏幕上以符号形式接收答案。操作员发送的信息可以是发给 TNC 的命令，也可以是发给通讯员的文本。

当按下某个键时，计算机会确定与该键对应的代码并通过串行链路发送它。此通道上的交换逐字节进行。传输字节的类型如图所示。 4. 某些表征传输字节的参数可能不同，但必须使 TNC 中设置的参数与计算机中设置的参数相匹配。它们的特点是以下参数；信息字长（7 或 8 位）、奇偶校验、起始位（一个）、表位（一个、一个半或两个）、波特率（50、75、150、300、1200、2400、4800或 9600 bps）。

此接口中使用的电压电平：一 - 从 +3 到 +12 V，零 - 从 -3 到 -12 V。来自计算机方向的信息通过 TXD 线传输，相反方向的信息通过 RXD 线传输，此外，还有另外两条线 CTS 和 RTS，通过它们发出信号，表明计算机或 TNC 已准备好接收下一个字节。在 TXD 线上发送一个字节之前，计算机会检查 CTS 线。如果其上的信号电平表明 TNC 准备好接收一个字节，则计算机发送它，如果不是，它预计电平会发生变化。 TNC 执行类似的程序，使用 RXD 线传输信息字节，使用 RTS 线检查准备情况。

TNC 接收到的几个字节序列可以是一个命令，也可以是打算通过空中发送的信息。在第一种情况下，命令被解码并执行，在第二种情况下，按照AX.25协议形成一个帧，并从标准代码传输到NRZ-1代码（不归零反转）。该标准规定，如果在传输的比特序列中出现 0，则信号的物理电平发生转换。解释此过程的时序图如图 5 所示。 1，它显示了原始包装 - 它也是NRZ-XNUMX代码的形式。

通常，调制解调器在结构上与 TNC 采用相同的封装。它的数字部分通常被称为帧的组装器-拆卸器。帧组装器-分解器和调制解调器通过四根线相互连接：TXD - 用于发送 NRZ-1 代码中的帧，RXD - 接收 NRZ-1 代码中的帧，PTT - 打开调制器和 DCD，通过它来自解调器的关于频道忙的信号。

调制解调器是两个设备的集合：调制器和解调器。在发送数据包之前，帧组装器-反汇编器使用 PTT 线路上的信号打开调制解调器，并通过 TXD 线路以 NRZ-1 代码发送帧。调制器用两个声音频率填充接收到的序列。 1 对应 F2 频率，XNUMX 对应 FXNUMX 频率。由声音频率调制的信号通过 MLC 线馈送到发射器的麦克风输入。

当接收到帧时，一系列充满音频的脉冲从收发器的输出端通过 EAR 线馈送到解调器的输入端。解调器执行相反的过程：它从音频脉冲序列中提取包络，这是一个 NRZ-1 码形式的帧。该框架进入包组装器-反汇编器。在信道中出现由频率 F1 或 F2 之一调制的信号的同时，会触发一个特殊的检测器，在输出端生成一个信号，指示信道忙。

PTT 信号除了打开调制器外，还执行另一个功能 - 它控制晶体管开关，将收发器从接收切换到发送。

业余无线电分组通信中使用了两种类型的调制解调器：短波和超短波。在KB上，采用单边带调制，无线信道的传输速率为300bit/s，而200和1850对应的音频频率间隔应为1650Hz。调制频率可以不同。但是，为了方便阅读欧洲电台的工作频率，采用了一种标准，规定XNUMX对应XNUMXHz，XNUMX对应XNUMXHz。

在超短波上，它们以 1200 比特/秒的传输速率运行，频率间隔为 1000 赫兹。由于通常在 VHF 上使用频率调制，因此必须严格固定频率。可以接受零对应于 1200，单位 - 2200 Hz。

最后，我想通知您，由处于批准阶段的苏联联邦储备系统制定的业余无线电台运营新指令草案将业余分组通信列为平等权利。

作者：E. Labutin (RA3APR)；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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